機電一體化論文集合【15篇】
在社會的各個領域,大家都寫過論文吧,論文可以推廣經驗,交流認識。相信寫論文是一個讓許多人都頭痛的問題,下面是小編精心整理的機電一體化論文,歡迎閱讀與收藏。
機電一體化論文1
摘要:科技的發展為我們的生活與生產帶來了翻天覆地的改變,而在科技的不斷發展中,智能化與自動化越來越多的出現在人們的眼前。很多的機電一體化系統中,智能控制也在逐漸占據主體。因為智能控制可以不用人工就能完成特定的工作,而且效率和準確率都要高于人工控制。在機械技術的不斷完善中,原來單一的人工控制機械轉變為自動化機械,這是人類歷史上的一次大的進步。
關鍵詞:機電一體化的論文
人們在實踐中不斷的進步與發展,與此同時,更多的利于人們生活生產的東西被發明創造。隨著工業革命發展到今天,人們的生活中已經離不開機械制造,很多重要的地方都有機械的影子。機械和電力的結合更是節省了許多的財力與人力,讓我們的生活越來越方便快捷。
1淺談機電一體化與智能控制
1.1機電一體化的具體含義。機電一體化從字面意思來理解就是指將機械與電力相結合,而機械和電力則包括了很多的東西。機械技術主要指機械技術,焊接技術等,而電力技術則包括電工信息技術、微電子技術、傳感器技術、信號變換技術等,這些技術大部分都已經趨近于成熟并且在日常生活中都有運用,甚至在很多的工廠它已經取代工人成為了主要的生產工具。機電一體化是在第一次工業革命之后發展起來的,它代表了現在工業化技術的一個融合與綜合利用。從更加簡單根源的地方說起,機電一體化的基礎就是機械與電能,機械通過各種組合形成機器,而通過提供能量給這些機器,讓它們能夠運作起來,在輔以各種技術,讓其擁有不同的功能。人們可以隨時隨地看到各種的.機電一體化的產物,如電視,冰箱等等,它們已經滲入到人們日常生產生活的各個方面,人們也離不開這些機電一體化產物。
1.2智能控制。智能控制,一個興起的詞語,代表了現在的高科技與先進技術,也是未來機械電力發展的一個前沿方向。智能控制旨在讓機械等實現自動控制,甚至是自動修復等。而智能控制不像是傳統的機械控制,它所包含的技術是更為復雜龐大的,在現如今計算機和各種軟件快速發展的年代,智能控制是各種技術結合的最高成就。因為現在的機電等還存在著很多的問題與不便,如效率低下,出錯率較高,有的還需要大量的人工控制和輔導,為了解決這些問題,智能控制孕育而生,它有著極高的準確率,穩定性和修復能力。同時,智能控制的有著不同的分類,第一種是復合控制,第二種是分級遞階控制系統,三是專家控制系統,四是人工神經網絡控制系統,五是自我控制學習系統,六是進化計算與遺傳算法。這些不同類的智能控制方法所起的作用也是不相同的,如進化計算與遺傳算法就是用來計算各種復雜的數字,而人工神經網絡控制系統則是與現在的觸屏手機,指紋解鎖等有著密切的關系。智能控制由原來的單一類別轉變為現在的更為多樣的類別,可以完成的工作也越來越多樣化。就拿手機來說,一開始的原來的手機只是簡單的通話與聯系,而現在的智能手機的功能卻如此的豐富多彩,觸屏功能,定位功能,記憶功能等等等,基本上滿足了人們對手機的所有要求。而現在國際上的一些智能機器人等的發明也在說明智能控制的前景十分長遠。
2智能控制在機電一體化系統的運用優勢與作用
2.1使其性能更加完善。智能控制系統可以讓機電一體化的性能更加的完善,因為智能控制系統主要是通過控制器等實現其功能與作業,這就使得機電一體化在分析數據時變得更加快速和準確,智能控制可以準確的發布指令給機電一體化,然其在特定的程序下完成自身的工作。同時智能控制系統還可以改正機電一體化系統中存在的錯誤指令,這就讓機電一體化系統的準確率和完成率大大提高。
2.2提高其安全性能。機械等在工作時最重要的一點就是其安全性,因為一般的機電儀器所含有的能量較高,體積,密度與質量等都較大。一旦機電設備發生故障,如引起爆炸等,會對周邊的生物,建筑等造成極大的毀壞,造成極大的經濟損失和生命威脅。而智能控制則可以很好的解決這種問題,在智能控制中加入安全檢查及報警系統,當檢測到機電一體化系統出現故障和問題時,智能控制就會提前讓機電設備停止運行,發出報警,這樣可以極大的避免機電一體化系統出現重大事故與危機。智能控制還可以通過自身的程序對機電一體化系統中出現的問題進行檢修,使其恢復到原有狀態,這將極大的節省人力與物力[1]。
3我國機電一體化系統中智能控制存在的問題
3.1智能控制技術不夠成熟。雖然我國的智能控制技術在不斷的發展改善中,但是與其他先進國家之間還是存在著很大的差距,同時我國的智能控制技術發展到現在,其中還是存在著許多的問題[2]。因為技術的不成熟與不先進,使得智能控制的功能性能不與夠完善,在將智能控制運用到機電一體化中后,所發揮的作用并沒有那么突出,甚至于智能控制給機電一體化系統的正常工作帶來了不利影響。很多時候,智能控制不能滿足人們的生產需求,同時智能控制的成本也非常高,但是因為其不夠成熟,不能使得工廠的收益超過其成本,這也就導致許多的工廠并不樂于使用智能控制,在一定程度上,也對智能控制的發展帶去了阻礙[3]。
3.2易出現突發狀況。智能控制是一項非常精密的系統,所以在智能控制的使用中難免出現一些失誤。而這些無論是多么小的失誤都會給智能控制的工作帶來影響,即使是一個代碼的錯誤也會帶來無可估量的后果。而這些失誤所帶來的經濟損失與安全威脅也是巨大的。很多外界的因素也會對智能控制造成影響,如電力的變化等。對于這些問題,就需要工作人員的開發人員更加仔細耐心的對待,提高工作效率和質量。
3.3磨合度不夠。機電一體化系統畢竟經過了長時間的發展和實踐,已經成為了一個十分成熟的產業,而智能控制是一個剛興起的學科,還存在很大的發展空間與問題。在將智能控制融入機電一體化的過程中,出現了很多的問題,而這些問題的解決手段也不是那么的盡善盡美。因為其磨合度不夠,在實際運用中很可能出現系統無法發揮出最大的效率去完成作業,甚至會出現停滯不動的現象。在很多的領域,智能控制要實現的目的也是不相同的,在對智能控制的開發中,還會出現一些無法解決的問題,只有將智能控制投入到具體實踐中,在實踐中發現問題并解決問題,這樣才能提高智能控制系統與機電一體化系統之間的磨合度。
4結論
只有更快的實現智能化與自動化,我們國家的綜合實力才能更快的增加。在機電一體化系統中,人類在其中扮演了控制的角色,而在機電一體化系統中融入計算機等高科技,讓其能夠自動運行,計算與修正,能夠讓我們的生產有著高的效率與質量。智能控制是未來社會的一個大的發展方向,同時也是一個充滿挑戰與機遇的過程,需要我們共同的努力。
參考文獻
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機電一體化論文2
緒論
現代科學技術的不斷發展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。
一、機電一體化概要
機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。
機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不但發展,還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為:機電一體化是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術,根據系統功能目標和優化組織目標,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值,并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統,則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。
因此,“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是,機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術,而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術有純技術發展到機械電氣化,仍屬傳統機械,其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發展到機電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的眼神,具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。
二、機電一體化的發展狀況
機電一體化的發展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段。在這一時期,人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間,戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合,這些機電結合的軍用技術,戰后轉為民用,對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平,機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展,已經開發的產品也無法大量推廣。
20世紀70~80年代為第二階段,可稱為蓬勃發展階段。這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展,為機電一體化的`發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是:①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受,大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認;②機電一體化技術和產品得到了極大發展;③各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持。
20世紀90年代后期,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入深入發展時期。一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳,出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支;另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法,機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時,由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究,將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。
我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和20xx年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向.
三、機電一體化的發展趨勢
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合,它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此,機電一體化的主要發展方向如下:
3.1智能化
智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然,使機電一體化產品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。
3.2模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣,可利用標準單元迅速開發出新產品,同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準,以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突,近期很難制定國際或國內這方面的標準,但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然,從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業,規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。
3.3網絡化
20世紀 90年代,計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片,企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(computer integrated appliance system, CIAS),使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。
機電一體化論文3
摘要:
煤礦機械的機電一體化技術包含了計算機控制、信息、通信以及電力電子等方面的內容。在我國煤礦產業高速發展的今天,機電一體化技術受到了人們的廣泛關注。筆者分析了機電一體化技術的大致特點,介紹了其在煤礦機械中的應用,并總結了其在我國的發展趨勢。
關鍵詞:應用 煤礦 機電一體化技術
我國的煤礦機械行業不斷追求技術革新,在此背景下機電一體化技術進入了人們的視野。機電一體化技術是一門結合了機械、計算機、信息等技術的新興技術領域。煤礦開采領域的機電一體化技術旨在降低煤礦工人們的勞動強度,在大幅減低煤礦生產成本的同時提高企業的生產效率,并保障礦山開采的安全性。與此同時,機電一體化技術在企業的安全監控生產以及重型設備的維護工作中也起到了重要的作用,從而在一定程度上促進了企業的發展。
1機電一體化技術
1.1機電一體化技術的相關介紹
機電一體化技術在主功能、動力功能以及控制功能的整合工作上有著突出的成績,同時其引入了另外的先進技術如智能軟件與微電子技術。機電一體化技術可以促使計算機、機械、微電子等技術的融合,從而形成最佳的匹配系統。30多年來,我國的機電一體化技術保持著穩定發展的態勢,獲得了一定的成績。機電一體化技術產品的重要發展方向是智能化、微型化與系統化。煤礦行業的機電一體化技術的運用,將有利于企業開展節能減排的生產活動,同時也能促使企業提高生產安全性,從而增加企業的生產效益。
1.2機電一體化技術的發展歷程
機電一體化的發展史大致可以分為3個階段
(:1)20世紀60年代之前的時期是機電一體化技術的第一發展階段,然而彼時的軍事原因在很大程度上阻礙了機電一體化技術的發展,在這個階段中,機電一體化技術發展緩慢,其產品的開發研究能力處于較低的水平
(。2)機電一體化技術的研究工作中的第二階段是從20世紀70年代開始的,這一階段可以稱作機電一體化技術發展的黃金時期,彼時通信、控制技術以及計算機的高速發展為機電一體化產品提供了強大的技術支持,而在此過程中,大規模集成電路與微型計算機領域的長足進步也促進了機電一體化技術的發展。
(3)在20世紀90年代起,機電一體化技術進入了第三發展階段。在這一階段中,機電一體化技術向智能化的方向邁進。微細加工技術以及光學技術進入到機電一體化技術之中,從而產生了一些嶄新的機電一體化技術的分支。我國的機電一體化技術經過幾十年的發展取得了令人矚目的成績,但總體水平仍與國際先進水平有著較大的差距。
1.3在煤礦行業的機電一體化產品
煤礦是我國重要的戰略能源,因此,國家給予了煤礦行業足夠的重視,機電一體化產品進入到煤礦行業并應用于礦產機械對于我國的煤礦生產有著重要的意義。由于機電一體化產品的應用,供電設備、提升機以及電牽引采煤機等設備已經具備安全報警、圖像監控以及自動監控等先進功能。因此,機電一體化技術在煤礦機械中的應用有利于提高礦山開采工作的`安全性與效益性。
2機電一體化技術在煤礦企業中的實際應用
2.1機電一體化技術在采煤機上的應用
在煤礦開采工作中,采煤機具有極其重要的作用,而電牽引采煤機的成功研制對于煤炭開采而言有著重要的意義。電牽引采煤機是機電一體化技術在煤礦機械上的典型應用,與傳統的人力采煤機相比,電牽引采煤機擁有更大的牽引力,并且電牽引采煤機還具有整機效率高、維修量較少以及可靠性高等優點。
2.2帶式輸送機上的機電一體化技術
帶式傳送帶在煤炭的運輸方面有著重要的作用,我國目前已自主研發了多種類型的帶式傳送機,并在相關的輸送機關鍵部件的研制工作中取得了突出的成績,使得國產帶式輸送機的功能日趨完善,穩定性也得到了大幅的提高。
2.3機電一體化技術在煤礦企業安全生產監控系統上的應用
煤炭生產企業要始終堅持“安全第一,以人為本”的原則,因此,煤礦企業必須要具備功能完善,可靠性高的安全生產監控系統,而先進的機電一體化技術的出現為煤礦企業帶來了福音。我國依據自身國情,自主研發了新一代的煤礦安全生產監控系統,其中有KJ90和KJ95系統,這兩大系統在促進監控系統智能化與提高煤礦生產可靠性方面有著重要的作用。
2.4機電一體化技術在煤礦提升機上的應用
機電一體化技術在提升機上的應用的最大成果便是交直流全數字化提升機的研發使用。先進的機電一體化技術使得內裝式提升機的驅動與滾筒的結構融合在一起,從而達到整合機械、自動控制與通信等技術的目的。目前我國自主研發的全數字化提升機,擁有先進的系統,且可靠性高、性能出色。
3先進的機電一體化技術在煤礦機械中的應用前景
3.1大幅提高煤礦開采的經濟效益
經濟效益對于煤礦開采工作而言十分重要,如何提高煤礦開采的經濟效益是煤礦企業所需重點考慮的問題。而機電一體化技術在煤礦機械中的應用,大幅地增強了煤礦機械的性能,提高了煤礦開采的效率,從而使得煤礦企業獲得更加豐厚的經濟效益,促進了當地經濟的發展[1]。
3.2為煤礦開采創造了更加安全的環境
傳統技術條件下的煤礦開采工作主要依靠人工下井進行工作,這使得礦工們的生命財產無法得到有力的保障。而先進的機電一體化技術在煤礦開采行業應用后,大大地提高了煤礦機械的性能,使其在煤礦的提升、采掘以及運輸的工作上發揮更加巨大的作用,從而將礦工們從危險的工作環境中解放出來,最大程度上降低礦工們患上職業病如塵肺病的幾率,保障了礦工的身體健康[2]。
3.3促使煤礦開采效率的大幅提高
高效率是煤礦開采的追求,高效率的開采工作不僅可以節約資源、降低能耗,還能為煤礦企業帶來巨大的經濟效益。機電一體化技術在煤礦行業的應用,有效地提高了煤礦機械的性能與工作效率,由于其摒棄了落后的生產模式,因此,降低了煤礦工人們的工作強度,從而促使礦山開采工作的總體效率得到大幅的提高[3]。
3.4加速煤礦企業的改革
傳統煤礦企業的生產方式與煤礦開采機械都相對落后,在我國煤礦需求日益增大與煤礦資源短缺的今天,煤礦企業應當積極改革生產方式與提高生產機械的性能。而先進的機電一體化技術在煤礦行業的應用,能給企業帶來豐厚的回報,煤礦企業在激烈的市場競爭中必須不斷提高創新能力,提高煤炭的利用效率,才能在市場競爭中獲得有利地位。機電一體化技術擁有巨大的前景,可以促使煤礦企業積極引進人才,推進改革創新,不斷深化機電一體化技術的應用,從而提升自身的競爭力,創造良好的經濟效益[4]。總之,當前我國的煤礦機械設備在朝著程序化、信息化以及智能化等方向發展,機電一體化設備因其功率小,可靠性高等特點而被人們廣泛應用于礦山開采工作中。機電一體化煤礦機械在降低生產人員的危險與提升煤礦企業的生產效率等方面作出了卓越的貢獻。我國的機電一體化設備發展趨勢是:增加機械的通信功能;研制多功能煤礦機器人;自主研發煤礦機械的核心配套設施。
4結語
先進的機電一體化技術在煤礦機械上的應用,是我國科技創新的杰出成果,也是中國建設現代化煤礦企業的需要。機電一體化技術有利于完善我國煤礦企業的生產功能,提高其生產效率,保障生產人員的生命財產安全,從而提高企業的經濟效益。
機電一體化論文4
引導語:市政施工具有施工環境復雜以及建設項目多的特點,使得機電一體化的多元化作用得到了充分的發揮。以下是lw54的小編為大家找到的探討機電一體化在市政施工中的應用。希望能夠幫助到大家!
摘 要:基于當前機電一體化的應用情況,文章探討了機電一體化技術在市政施工中的應用效果。具體包括:提高了施工的智能化、形成了作業模塊化以及實現了節能減排的綠色發展。
關鍵詞:機電一體化;市政工程;機電產品
引言
就目前來說,科學技術的發展速度已經能夠滿足不同學科的交義運用。機電一體化技術的發展就充分體現了這一發展狀態,尤其是在市政施工中的應用過程中。由于市政施工具有施工環境復雜以及建設項目多的特點,使得機電一體化的多元化作用得到了充分的發揮。文章對機電一體化技術未來發展方向進行了闡述,分析過程指出,機電一體化技術應朝著微型化、智能化、模塊化、數字化、網絡化以及人性化的開發方向發展。
1、機電一體化技術概述
就目前來說,機電一體化的運用范圍十分廣泛。其又被稱為機械電子學,主要是以微電子技術、信息技術的形式服務于機械工程領域。主要應用的機械工程領域是系統的自動化和智能化兩方面,這就意味著其是基于計算機技術、自動化技術以及傳感器技術結合而成的綜合性技術。在市政工程的施工中,機械一體化的運行好壞直接決定了實際的施工質量。從傳統的方面講,過去的市政工程機械運行都是純機械式的,這就意味著其運行比較笨重,操作也不夠便捷。隨著社會的進步,科技的發展,當將機電一體化技術應用到市政工程的建設過程中后。市政工程建設的機械化發展方向也朝著智能化、遠程控制化以及節奏緊湊化的方向邁進。這種發展狀態,不僅保證了工程的建設質量,還在一定程度上減少了機電一體化操作人員的勞動量。由此可以看出,機電一體化技術在市政工程建設過程中的應用,極大的推動了施工建設的效率[1]。此外,隨著機電一體化技術的不斷更新換代,其燃油的消耗情況也得到了有效控制。
2、機電一體化技術在市政施工中的應用
2.1 提高施工智能化
智能化控制是市政施工進行機電一體化的發展目標。具體應用過程即利用電子信息技術和機械控制技術,實現機械運行的智能化的管理。施工智能化是指,工程施工過程針對不同的情況下,可能出現的問題進行預先設計。當工程施工對系統當前的運行情況進行評估,并研究出簡單的運行模式變化規律,這就實現了機電一體化技術提高工程施工智能化的基本需求。然而,現階段,機電一體化技術應用了模糊數學、模擬智能、計算機技術以及傳感技術等,這些技術使得工程施工應用機電一體化的發展方向朝著智能化邁進。
2.2 形成作業模塊化
市政工程施工機電一體化技術的應用,其發展的前景是廣闊的,具體包括:控制和操作模式的簡化。換句話說就是智能模塊化控制的`實現。這種模塊化的操作和實施就是利用某些固定的程序化模塊與特定機械設備組合相配合,以此進行特定工況下的作業,如: 鋪設瀝青的工序采用聯合瀝青攤鋪設備,在模塊化控制的情況下,可根據不同的工程需求對攤鋪設備進行模式設定,即在某個工段采用固定的速度、作業形式等。這樣在該路段就可進行無干擾的作業,同時在自動檢測系統的輔助下,可以將施工過程完全交給機械來完成[2]。
2.3 實現節能減排
機電一體化技術可以降低工程施工機械的能源消耗,而且在未來的機電一體化技術發展中將會得到進一步的提高。此外,將工程施工的機械運行實現高度智能化,可以為將機械的運行帶來多功能化發展。這樣一來,就可以利用較少數量的智能化施工機械完成大量的工程量,這無疑是對資源的最大節約。與此同時,高效的工程施工作業也在很大程度上減少了對生態環境的破壞。具體體現在減少機械設備的存放場地以及減少施工人員生活對周圍環境的影響。
3、機電一體化在未來的發展方向
由于機電一體化技術的獨特性,使其應用于工程施工時有著發展的綜合性。機電一體化作為綜合性發展的科學技術,它還能夠以不同發展的方向向前發展。具體來說,當機電一體化技術向著微型化、智能化以及模塊化方向發展時,就會使得被應用的工程項目呈現集成化建設。這是使工程項目的建設成果實現整體的模塊化,這一平臺的建成可以將機電一體化技術發揮出多項功能。在機電一體化技術的具體應用過程中,需要制造專用工具從而服務于工程項目的具體建設。而實現了模塊化的機電一體化技術,在應用于具體建設時就可以通過更換不同的模塊來進行操作。這樣一來,就可以在很大程度上擴大機電一體化產品的應用范圍。
此外,隨著信息時代的到來,人們對于快捷化、人性化服務的需求越來越高。這就要求機電一體化技術的發展,還應朝著網絡化、數字化以及人性化的方向發展邁進。機電一體化技術的數字化可以實現對機電產品的遠程控制,這就意味著其機電產品的運行是以人的意志為轉移的,從而在一定程度上使應用的工程項目更具人性化建設[3]。 對于機電一體化的網絡化發展,其可以實現了多個機電產品的聯合工作。這就可以使機電產品能夠完成一系列的復雜任務,在一定程度上降低了工作人員的勞動強度和設備的運行風險。
機電一體化技術朝著上述幾個方向發展,是未來對其進行科學技術研究的主要內容。因為這些方向可以使其應用的范圍和使用的領域更加多元化。尤其是機電產品一機多用的功能,在很大程度上減少了設備的重復使用。而且,還使能源得到了更有效的利用,所以,這是實現機電一體化產品綠色發展的重要發展方向。
4、結束語
總而言之,機電一體化技術在各個領域的應用,都在一定程度上推進了其行業的發展速度。尤其是對于市政工程的施工過程來說,由于其建設的重要性,機電產品的應用則為其帶來了快速發展的契機。所以,我們務必要順應時代科學技述的發展潮流,提高對機電一體化技術的認識。并將其投入到現代化的建設當中,使其發揮出綜合性的作用。
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機電一體化論文5
1機電一體化的含義
機電一體化又稱機械電子工程,是將機械、電工電子、微電子、信息、傳感器等多種技術進行有機結合,并應用到具體生產中的系統技術。通過機電一體化技術,微電子裝置可以替換原有機械零件的功能,也實現了許多新的功效,如自動查找相關數據進行故障診斷,自動處理相關信息和數據并且提示、調節有關設備和參數設置等。由此可知,機電一體化是人體力和腦力勞動的延伸,可以完成一定工作的智能綜合機械裝置。
2機電一體化技術在鋼鐵企業中的應用
鋼鐵企業在機電一體化技術剛出現時便開始應用,比如工程控制、通訊、精確儀表等方面,此外,鋼鐵企業對機電一體化技術的應用還體現在以下三個方面。第一,現場總線技術。在鋼鐵企業中,需要將現場的儀表和控制室內的控制設備進行雙向、數字式和多站通信鏈路式的連接,這就是現場總線技術。該技術已被廣泛應用于各類企業包括鋼鐵企業中,如高速線材軋機和小型棒材連軋機上的智能變送器、執行器、現場總線化檢測儀表、現場總線化和現場就地控制站等。第二,交流傳動技術。傳動技術對于重工業企業來講非常重要,鋼鐵企業也不例外,如何更高效、穩妥地進行傳動,對于鋼鐵企業的效益顯得尤為重要。當前的機電一體化技術,使得交流傳動正在逐漸取代直流傳動,并且復雜的多方向矢量控制技術也已經可以得到解決。在借助機電一體化系統的優化后,無論何種容量的電機都可以在同步或者異步電機中實現雙向的平滑調速,這種技術的完善使得鋼鐵企業的軋鋼生產效率得以快速提高。第三,分布式和開放式控制系統。在分布式控制下,一臺一級總服務器計算機可以控制多臺二級計算機和多個分立式智能控制單元,并且可以繼續向下控制“三級“”四級”等等。這樣就可以在對一級服務器計算機的控制下實現對整個生產過程、生產計劃和原料搭配的控制和優化。在開放控制系統下,機電一體化技術將對生產過程中相關企業相關原料和產品的參數、規格進行互換、分享,以達到信息、資源的共享,減少了重復生產和資源浪費。例如,通過現場總線使現場儀表與控制室的控制設備互聯,實現測量與控制一體化,能穩定和解決近年鐵礦石供需嚴重不平衡的問題。
3機電一體化技術的發展趨勢
機電一體化技術是多學科交叉的最新成果,在其發展趨勢中,可以看到其他新型技術的發展方向,即人工智能化、移動互聯化和生態綠色化三個方面。
3.1人工智能化
機電一體化的設計初衷就是為了能夠替代一些體力勞動,從而提升工作效率。當前的機電一體化還停留在節省體力的程度,機器的發展方向就是要節省腦力勞動。同時,智能化是機電一體化技術的重要特征之一,智能化是將機械行為的替代轉化為模擬人類腦力運轉,使機器具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高效的`控制。當下的機電一體化的智能化主要體現在專家系統、模糊系統、神經網絡和遺傳算法四個方面。如為機器配備自診斷故障功能,以實現設備的自主維修。
3.2移動互聯化
電子計算機和互聯網的不斷升級換代,特別是移動互聯時代的到來,使得各個行業和各種事務都開始使用電子計算機或者手機接入互聯網,人類開始進入移動互聯時代。在這樣的大背景下,工業技術也逐漸向移動互聯時代靠攏,隨著網絡和移動設備的普及,工業生產中的遠程控制和監視已經不再局限于現場和電腦前,不遠的將來,機電一體化設備不僅具有以太網接口,還將具備移動雙重接口,可以直接連入移動互聯網,實現制造過程的集成。這樣一來,人們可以不分時間和位置的限制便捷地對機器下達指令進行遠程控制,真正實現企業生產的移動互聯化。
3.3生態綠色化
人類技術的發展,一方面使我們變得物質豐富、生活舒適,而另一方面也使得資源匱乏、生態環境受到嚴重污染。當前,保護生態環境和資源的趨勢逐漸成為人們的共識,人們渴望在擁有高新科技的同時得以回歸綠色、自然的生活。在機電一體化發展到一定程度后,機電一體的生態綠色化產品將會使資源使用率極高,在設計、制造和使用等環節中,符合當前環境保護和人類健康的需求,對生態環境無害或危害極少。總之,機電一體化技術的應用和發展將繼續轉變人類利用能源的方式和效率。同時,在鋼鐵企業中強化機電一體化技術將提升我國裝備制造業的能力和水平,極大地促進我國經濟發展和綜合國力的提升。
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機電一體化論文6
1智能控制系統種類
機電一體化技術需要一個智能化的控制系統來運轉,為了更好的促進制造生產工藝的創新和發展,維持企業智能制造的穩步推進,開發人員設計并研發了應對各種情況的智能化控制系統,能夠對生產制造進行管理和控制,極大的提高了生產效率。下面就介紹幾種常用的控制系統。人工神經網絡系統是一種模仿動物的神經網絡的行為特征,將各種信息處理工作才去分布于網絡中,并行進行處理的控制系統,這種系統的復雜程度很高,方便利用和調整其內部存在的大量神經節點之間的相互連接的關系,以此來處理信息,而且能夠適應大多數生產制造過程中遇到的情況,可以自主記憶和學習。專家控制系統主要是指一個高智能的計算機程序系統,內部包含著大量的專業知識和積累下來的寶貴經驗,比如制造加工的工藝和相關技術,就可以存儲在該系統之中,系統在處理生產制造某個故障和問題時,就可以將以往的知識和經驗方法拿出來,迅速有效的解決問題,而且可以解決很多的高難度問題,高效迅速,節省了大量的檢修時間和工作量。
2機電一體化技術在企業智能制造中的發展與應用
2.1傳感技術的應用。傳感技術在智能制造過程中發揮著傳遞與接收信息信號的重要作用,在電子設備與機械設備之間需要做出指令和信息的傳遞時,傳感器就可以憑借其極高的敏銳度和高效的傳遞信息的能力,在指揮生產制造中起到重要的連接作用,目前,很多制造企業為了加強這種聯系,強化信息傳遞的能力和水平,使生產效率進一步加快,使用了更加具備系統化和規范化的傳感網絡,也就是專門用于傳遞接收信息的處理系統,加快了信息傳遞的速度,并且縮短了反應時間,能夠在很短的時間內完成對信息的識別和判斷,經過解析后再發出有效信息,以其先進的技術和極高的效率極大地促進了智能制造的快速發展和應用。
2.2數控生產中的應用。數控機床在生產制造中屬于最關鍵的設備之一,而數字化和智能化機床的進一步研發和應用,也促進了相應的機電一體化相關技術的發展,可以說數控生產也是智能制造發展過程中的重要部分,將電子智能化產品與生產機械完美的融合在一起,這本身就是一種機電技術相結合的創舉,我國的數控機床的最尖端產品已經處于世界領先地位,這就是將機電結合,生產制造智能化的重要體現,隨著數控機床所利用的機電技術愈來愈多,功能更加多樣實用,“中國智造”并將獲得更快的`發展和更大的進步。
2.3自動生產線與自動機械的應用。由于智能制造的發展理念更加深入人心,企業的制造生產過程為了應對快速發展帶來的挑戰和機遇,自動化的生產流水線被大量裝備到企業的廠房中,通過智能機械設備代替大量人工,在各個生產環節中減少誤差,有助于提高產品的精密度,從而提高制造能力和工藝水平,打造智能化生產線。
2.4工業智能機器人。工業智能機器人是機電一體化技術在智能制造中最先進的應用,并結合多種先進技術,是人工智能技術、仿生學還有計算機系統等眾多學科相互作用的新型成果。機器人是當期科學技術的研究重點,我國在其研究上已經取得了一定的成績,并且在生產行業中已經得到應用。工業智能機器人的出現,在提高產品質量中發揮重要作用。工業智能機器人在應用的過程中具有明顯的優點:一是能夠有效甄別信息資料;二是可快速地完成較為復雜的工作流程;三是生產的精準度高,可應用于軍事生產制造中,受到社會各界的認可。
3機電一體化在企業的智能制造中的發展前景
智能化技術的發展從未有過像最近十年的發展速度,智能機器人的應用范圍愈加寬廣,中國資本一方面大力發展本國的智能技術的創新和應用,另一方面通過國家合作與資本收購其他先進智能制造產業來加快促進智能化建設,可謂雙管齊下,發展速度極快。制造業的生產制造過程是核心,也是基礎,而要將智能技術完美的融合進制造工藝之中,還必須有配套的技術和措施加以促進,這就是機電一體化技術,將擁有智能化的電子設備與企業的機械生產設備結合應用,就做到了制造業與智能制造的融合,機電一體化技術作為兩者之間的重要聯系紐帶,也是目前國家制造業轉型升級中的關鍵科學技術,其發展和技術上的突破,能夠帶動整個制造業的加速轉型,為實現成為制造業強國的宏偉目標提供充足的動力源泉,無論是智能化的系統還是科學技術,為了增強制造加工的智能化水平,就必須借助發展機電一體化技術來促成,將每個生產設備和環節統一納入到智能化管理和控制之中,制造企業的管理與生產將獲得質的飛躍。
4結語
總而言之,機電一體化技術作為實現智能制造方式所不可獲取的一種關鍵技術,將其與智能制造技術進行結合應用具有重要意義,必須引起我們高度的重視。此外,智能制造技術和機電一體化技術的結合還會推動二者各自擁有各大的發展空間,這對機械行業的未來發展也將產生巨大的積極作用。
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機電一體化論文7
技工院校對機電一體化課程教學向來十分重視。在新課程教學改革中,如何幫助學生在學習機電課程中,從機電理論向實踐運用轉變,提升學生機電一體專業技術的綜合運用能力,是值得思考的問題。同時,企業對機電人才的需求,不僅需要畢業學生掌握專業技能知識,還應具備較強的動手和實踐能力。技工院校應在專業課程授課中,將專業知識與實踐運用有機結合,確保學生悉數掌握,使學生具備適應企業社會發展的需求。
一、機電一體化專業課程改革的意義
技工院校辦學的最終目的是為企業培養輸送專業技能型人才。而就目前國內人才需求來看,機電一體化技能型人才非常短缺。企業如想在產品、工藝上有所創新和突破,離不開該領域人才支持和培養。而技工院校雖在硬件設施諸如實驗設施或企業實習設備等不斷完善,形式上依舊以實驗驗證和設備參觀瀏覽為主,真正涉及鍛煉學生實踐能力的課程并不多,設計研發創新型實驗更是十分短缺,最終的結果只能是學生缺乏機電一體化技術的現場動手和現場分析能力。所以,對機電一體化專業課程進行改革十分重要。
二、專業課程教學改革的必要途徑
技工院校的專業課程改革,不僅為企業、社會輸送高技能人才做出貢獻,更為向中職院校打造具有工匠精神人才,由培訓技能型人才向培養綜合型人才轉變打下基礎。具體在機電一體化技術實踐方面,應主要從以下幾個方面入手。
1.完善機電專業課程實驗實訓場所硬件。機電一體化專業型人才,不僅需要對計算機、電工技術以及機械等相關知識進行熟練掌握和結合,更需要在掌握知識的基礎上學會綜合運用,繼而提升自身動手能力。在實驗實訓硬件完善方面,應著重從機電技術實踐體系入手,以遞進模式將基礎知識、專業技能以及實踐技術應用按掌握的難易程度,逐層傳授學生。在課程改革上,學校和教師應注意不同學科的特點,進行改革的課程應適宜學生掌握。比如,機電實驗室中機床以及磨具測量等實驗,將此類實驗融為一體,構成綜合機械測量實驗室,以用于機床結構調整和分析、機床剛度和精度測試、機床加工過程誤差分析和控制、機床加工工藝分析、央具模具的精度檢查和拆裝等。與計算機技術相結合,進行輔助測量和數據處理,使學生機械測量方法的綜合運用能力得到進一步提高。
2.機電一體化專業課程的完善。技工院校教師是課程授課的主體。有效調動機電教師授課積極性,提升其課堂教學效率,并將實驗器材,企業實習設備運用到極致,離不開一線技校教師。對此,技工學校應從專業課程的設置和完善上積極吸取外界先進經驗,并結合自身中職院校特色,讓所有專職課程有據可依,所有教師分工明確,教學內容職責分明,確保專業課程的高效性與先進性。
3.加強硬件設施建設,搭建企業實習平臺。技工院校教學離不開企業平臺的支持。在校企聯合方面,雙方應保持高頻次溝通,確保技工院校能夠對社會人才信息動向有所掌握,以便及時對專業課程進行改革與完善。而企業應及時將自身需求及發展方向告知技工院校,尤其對機電專業人才的`實際需求,最終實現二者的雙贏。其次,技工院校還應根據學校實際情況,添加機電實踐實驗設備、檢測設備等。尤其在機電實訓方面,機電專業的綜合性較強,實驗設施的完善和專職教師的培養、招聘也是學校做好機電專業改革的關鍵。
4.加強學生創新能力培養。伴隨科技的飛速發展。中職院校除應在課程實踐上對學生進行培訓外,還應注重對學生的創新能力的培養。工業4.0時代已經來臨,此次變革不僅是技術的變革,更是創新的革命。所以,中職院校在進行機電專業授課時,除讓學生扎實掌握機電知識外,還應注重對學生的創新能力的培養。只有這樣,從技工院校畢業的學生,才能適當企業及社會的變革,將來在面對新型技術與重大變革時,才能做出應有的反應,為企業與社會做出貢獻。
5.突出核心課程核心技術。機電一體化雖然是由多個學科復合的專業,但面對工業4.0時代帶來的高科技變革,在教學中突出核心課程核心技術顯得尤為重要。例如在設置專業課程時應以崗位需求的技術應用能力為中心,重組課程內容,以核心技術綜合應用能力培養為重點。除了在理論教學上加以強調,在實訓上也同時配合,從而形成特色,緊跟時代科技潮流。
機電一體化論文8
摘 要:
客觀分析傳統汽修教學模式存在的弊端,闡述理實一體化教學模式的要領及特點,探索理實一體化在汽修專業課中的應用實踐,進一步表明了理實一體化在汽修教學中所占的優勢。
關鍵詞:
理實一體化教學方法 汽修 應用實踐
隨著我國汽車業的飛速發展,近年來,不僅實現了汽車的產量劇增,汽車的檔次也有很大的提高,對汽車專業人才的需求特別是汽車使用、保養維修等專業人才的需求與日俱增,在實踐中我們發現那些進入角色快,學習能力強,動手能力強,創新能力出色的人才倍受企業親賴。針對這種情況,我校提出“面向市場,以就業為導向;面向學生,以技能為中心,把學生培養成滿足生產、服務、管理等一線實際需要的技能型、應用性的復合人才”的培養目標。基于這個目標,在汽修專業課教學中,我們改進傳統教學的單一模式,嘗試“理實一體化的教學方法”教學。
一、傳統汽車專業教學模式存在的問題
傳統的教學模式是理論教學和實踐教學分開進行,采用的是先學完理論知識,后集中時間安排實踐環節的教學模式,實踐教學是為理論教學服務,理論教學的內容與實踐脫開,形成教、學兩張皮,實踐環節流入形式。顯然這一模式不能高效培養出適合當前企業急需的汽修工人。我校從20xx年開始,對汽修的教學模式進行了大膽的改革,將原來的2節理論課和2節實踐排在一起,每次4節課,在實訓室上課,便得在學完理論后能及時實踐,促進理論與實踐完美結合。
二、理實一體化教學模式的要領及特點
理實一體化教學是一種理論知識講解和實踐并重的教學模式,它是以一定項目(任務或問題)為載體,創設一種教師主導,學生主體的教學情境,教師在教學過程中起組織、協調、引導作用。理實一體化教學法打破理論課、實驗課和實訓課的界限,將某門課程的理論教學、實踐教學、生產融于一體,教學環節相對集中,一個教學任務由同一教師講解,教學場所直接安排在實驗室或實訓室,師生雙邊交流,理論和實踐交替進行,直觀和抽象交錯出現,充分調動和激發學生學習興趣。
理實一體化教學法是現代職業教育的一種新型的教學方法,是現在職教課改所提倡和鼓勵的,與傳統教學模式相比,理實一體化教學法有如下特點:
1.理實一體化教學模式引入現代培訓理論,強調以學生為認知主體,學生在動手操作的過程中發現問題并在教師的指導下完成學習任務,加強了學生認知過程和能力的培養,克服了課堂教學的抽象枯燥的缺點,提高了學生的動手能力和創造能力。
2.理實一體化教學的過程是講解示范、實踐操作、發現問題、提升技能的過程。中職學生大多文化基礎差,分析和解決問題的能力較差,而定性的理解能力和模仿能力較強,對于看得見摸得著的知識很容易接受。采用理實一體化教學模式可以在理論與實踐之間架起一座橋梁,使學生由被動接受變為主動認知。
三、理實一體化在汽修專業教學中的應用
根據汽修專業課程特點,我們將課程內容劃分為:汽車發動機構造與維修、汽車底盤構造與維修、汽車電器設備與維修、汽車整車維護、汽車性能檢測、汽車故障診斷、汽車駕駛等等不同教學項目,在各個項目中又分為若干模塊。每一個模塊集中在一個時間段內,完成從基本理論知識到操作技能的全部教學內容,將傳統的“聽中學,學中做”方法改變為“做中學,學中做”,采用分組操作交流講座的方法將理論教學與技能操作有機結合起來,這樣不僅能有效調動學生學習專業知識的積極性,訓練綜合能力,也能夠充分發揮教師的主導作用,體現學生的主體地位,提高教學質量。其中汽車發動機構造與維修涉及復雜的汽車發動機零部件和修理方面的內容,知識點多,難理解,操作技術要求高,實踐性強,它是汽修專業的核心項目,學好它有利于我們后續專業課的學習,也是汽修專業學生所必備的知識。下面我們以汽車發動機構造與維修中的曲柄連桿機構模塊為例,談談“理實一體化教學法”在汽修教學中的應用。
根據汽車發動機的特點,能較熟悉地進行曲柄連桿機構拆卸和組裝。整個模塊教學安排在汽車實訓室進行。教學的思路:理論講解、動手實踐、實踐中針對各部件分析講解、總結提高。所有的理論和實踐均圍繞拆裝這個模塊展開:首先介紹拆裝的準備工作,再介紹拆裝的步驟,拆裝要領及操作期間的注意事項,教師規范地給學生做示范,邊示范邊講解,在相對集中的時間內完成理論和實踐教學任務。具體實施步驟:
1.分組
將全班學生分成若干小組,每6人一組,拆裝曲柄連桿機構,小組成員由教師按能力和水平搭配,并選出一位學習能力強并善于組織的學生為組長。同時告訴學生曲柄連桿機構拆裝是一項相對復雜的工作,拆時容易裝時難,老師進行規范的符合工藝的示范操作,然后強調拆裝的順序及注意事項,并要求學生記下拆裝的順序,強調零件擺放有序,裝和拆的順序是相反的。
2.拆卸曲柄連桿機構
首先以組為單位,通過討論列出注意事項,老師總結并作補充,在老師的指導下學生開始規范操作,完成對曲柄連桿機構的拆卸,使學生對于曲柄連桿機構各部件有了一個完整的認識,同時強調拆下的零部件要擺放有序,針對各實物部件詳細講解其結構及工作原理,使學生對其結構、原理不再停留在原本處于割裂狀態的原理和實驗上,而是在這個環節得以結合,顯示出理實一體化教學法的突出特點和優勢,效果非常好。
3.組裝曲柄連桿機構
要領:先拆后裝,力矩相同,記號對正,方向正確。老師就在學生中間,從學生操作中老師能及時發現學生理論知識的缺陷,及時糾正學生在組裝操作中的不規范行為,同時學生在組裝時遇到問題要及時解答,以避免因問題的堆積而造成學生厭學、棄學現象。
4.分組競賽
組內成員先單獨思考,再討論交流,為充分調動各小組的積極性,增強榮譽感,讓各小組之間產生競爭,評出優勝小組,同時拆裝的過程也是考核學生的`過程,教師組織拆裝的計時賽,檢查經過拆裝后的曲柄連桿機構是否漏裝、錯裝及倒裝,檢驗學生知識和技能的掌握程度。
5.總結提高
學生要寫一篇曲柄連桿機構拆裝詳細過程的實習報告,特別是要寫好實習體會。
四、理實一體化教學模式在汽修專業課教學中的優勢
1.推動校本教材的改革
目前職校中,汽修教材的教學內容與市場嚴重脫節或滯后,且實用性不強,理實一體化教學法強調動手教學,促使老師編寫校本教材,將汽車專業的理論知識和實踐知識融合在一起;或選用理論與實踐配套教材,以滿足理論和實踐相融合的要求。這個問題本市已在技師學院7月份召開的全市職教系統各專業負責人會議上提出,并研究制定出關于汽修專業實施性教學計劃,確定核心課程,推薦了全市通用的汽修教材,以便于在以后的教學中使用。
2.促進學校實訓基地的建設
實訓基地的建設是順利實施實訓教學,培養合格人才的保障,更是理實一體化教學所必備的。汽修是一門實踐性非常高的學科,無實訓設備就是紙上談兵,由于經費投入不足,各個學校的汽修實訓設備相對較差,實驗室的建設迫在眉捷。
目前,很多學校都是只有幾臺老式發動機底盤,汽車模型室,汽車仿真電路實習臺,設備普遍較落后。為了適應理實一體化教學和現代化科技的發展還需配備汽車構造實訓室、汽車構造拆裝實訓室、汽車電器電控實訓室、汽車檢測實訓室、汽車駕駛訓練場等等,通過“汽車教學實訓室”項目的建設,逐步形成以“手腦并用,理論聯系實際”為標志的教育技術基地,從而可以推進理實一體化教學法的實施。
3.加強了建立校外實習基地的進程
有條件的學校可以與汽車企業簽約,讓汽車生產和維修企業成為學校汽車專業的校外實訓基地,讓學生能及時了解汽車行業中的最新動態和前沿技術,將書本中抽象的理論知識與生產中具體的對象和過程相聯系,達到理論聯系實際。
4.加快理論與實踐能力相融合的“雙師型”師資隊伍的建設步伐
“雙師型”老師是同時具備深厚的理論知識和較強的實踐能力,具備良好的師德修養和良好的行業職業道德的專業老師。目前汽修老師專業理論水平較高,但實踐技能較弱,需要各個學校領導的高度重視,積極創造條件,讓教師參加“四新”培訓、頂崗培訓、出國培訓與專業資格的考證,在重視傳統“機械、電子”兩大專業的同時更要關心汽修這個高度機電一體化的專業,必要時可以聘請來自汽修第一線的實踐經驗豐富、理論知識扎實的高級技術人員和工程技術人員到校兼職,這樣不僅充實汽修教師的隊伍,而且還能使得汽修專業的老師有機會學習他們實踐中的寶貴經驗,這將大大提高這一專業的教學水平和實踐技能,極大地深化理實一體化教學改革。
理實一體化是一種有效的教學方法,它使學生在實踐中“學會”與“會學”,鍛煉學生的動手能力、分析能力和解決問題的能力,在汽修教學發揮了重要的作用,豐富了課堂教學和實踐教學環節的內容,大大提高了教學質量。
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機電一體化論文9
一、問題的提出
掌握機電一體化相關技術對于機電類專業的中職學生而言至關重要,但大部分學生即使努力學習了兩年,也無法很好地掌握機電一體化相關技術,原因如下。1.機電一體化技術多且涉及面廣機電一體化涉及的相關設備有PLC、PLC外接模塊、變頻器、觸摸屏、傳感器、交直流電機、特種電機、步進系統、伺服系統、工業機器人系統、氣動系統等,每種設備對應相應的使用技術。傳統教學是由淺入深順次學習,但學生學習兩年后技術仍沒學全,更談不上組合在一起使用。
2.傳統教學模式不適合學習機電一體化技術傳統教學先理論后實操,理論講的太深,實用性不強,而大部分實操以驗證為核心,不是以使用為核心。這就導致了理論學習學生根本學不懂,信心受挫,學習興趣全無,而實操與生產實踐相差太遠,學生走上工作崗位即使學過相關技術,也不會使用,且沒掌握自學的方法,無法勝任相應的工作崗位。3.機電一體化技術比較復雜且難度較大機電一體化所涉及的每一種技術都比較復雜,都可以單獨稱為一門學科。以傳感器技術這本中職教材為例,書中介紹了傳感器的定義、分類、測量誤差及各種傳感器的結構和原理,可謂面面俱到,但傳感器在生產實踐中如何使用介紹的并不多。傳感器技術只是機電一體化相關技術中的一種,所占比例不足十分之一,可想而知要想面面俱到學全所有技術難度有多大。4.機電一體化技術綜合應用難上加難機電一體化只有把相關技術組合在一起使用才有實際意義,只掌握單獨某一種或少數幾種技術,無法滿足工作崗位的要求,還需根據實際補全所欠缺的部分,這就要求學生有一定的自學能力,而這恰恰是中職學生的弱點。以PLC教學為例,學生通過一個學期的學習,掌握了PLC基本使用方法,對PLC的接線、編程有一定了解,但在生產實踐中,PLC需要和編碼器、傳感器、步進驅動器、伺服放大器等配合使用,無論是外圍接線還是編程,難度都提高了。這種技術崗位,學生無所適從,最后只能放棄。
二、解決方案
針對上述問題,筆者經過多年探索與研究,提出如下解決方案。
1.改變教學理念和教學模式
采用理實一體化教學模式,突破以往理論與實踐相脫節的現象,教學環節相對集中。它強調充分發揮教師的主導作用,通過設定教學任務和教學目標,讓師生雙方邊教、邊學、邊做,全程構建素質和技能培養框架,豐富課堂教學和實踐教學環節,提高教學質量。在整個教學環節中,理論和實踐交替進行,直觀和抽象交錯出現,沒有固定的先實后理或先理后實,而是理中有實,實中有理。突出學生動手能力和專業技能的培養,充分調動和激發學生學習興趣。
2.依托模擬自動生產線教學
筆者采用的是廣東三向教學儀器制造有限公司生產的SX-815L自動生產線實訓考核設備。該設備把PLC、PLC外接模塊、變頻器、觸摸屏、傳感器、交直流電機、特種電機、步進系統、伺服系統、氣動系統有機結合在一起。只需要掌握該設備一個生產流程,就可以初步學會機電一體化相關技術,既降低了學習難度,又側重實用性,使學生的學習目標更加明確,大大提高了學習效率。該設備采用的是模塊化結構,可按照生產線運行過程,分階段學習各個模塊,只需要兩個學期,基礎中等的學生就可熟練運行這個模擬生產線,進而掌握機電一體化相關技術。
3.采用從興趣入手、循序漸進的教學方法
以SX-815L環形傳輸分揀單元中的`分揀過程為例,把整個上料分揀過程的教學分為若干個環節。(1)指導學生觀察設備上料分揀的運行過程。通過觀察設備分揀運行過程,激發學生的好奇心,讓學生有學習興趣,教師講解過程通俗易懂,化繁為簡,并融入互動環節,學生可自由提問,教師回答學生的疑問。(2)講解相關設備及元件。從基礎學起,為后續環節打下基礎。講解過程中學生可自由提問,教師回答學生的疑問。講解結束后,學生可在教師的指導下自主探究相關設備及元件,也可在學習小組中互相學習,共同研究,起到事半功倍的效果。(3)舉例講解接線。接線是教學中的重點,由教師舉例詳細講解,學生理解后自行在紙上畫出,再由教師逐個檢查,幫學生改正錯誤,直至學生完全掌握為止。(4)學生驗證接線。學生扒開線槽,查看電路和氣路的連接方式,并使用萬用表驗證紙上的接線圖,加深印象,學生自主探究,培養學生的動手能力。(5)詳細介紹上料過程。循序漸進,為講解程序打下基礎。在此過程中,學生可自由提問,師生互動解決問題。(6)講解上料程序。教師講解程序中的要點及注意事項,學生理解后按照控制要求獨立編程,遇到問題可在學習小組中互相學習,共同研究,在此過程中,教師應鼓勵創新。(7)驗證傳感器與汽缸如何配合使用。此過程由教師引導,學生自主探究,培養學生獨立思考能力。(8)詳細介紹分揀過程。(9)講解分揀程序。(10)學生分組練習。每套設備為一組,分配3~4人,每組都有一個基礎比較好的學生當組長,由這名學生帶領其他組員練習,教師負責答疑。此教學設計環環相扣,循序漸進,體現做中學、學中做的特色。需要注意的是,各個環節所需時間因人而異,整個上料分揀教學過程約為40學時。
三、教學效果
采用理實一體化的教學模式﹢依托模擬自動生產線教學﹢從興趣入手,循序漸進的教學手段所產生的教學效果遠遠好于傳統的教學模式。值得一提的是學生在編程過程中能夠做到獨立思考,所編寫的程序既能夠按照控制要求運行又與教師講解的程序不一致,甚至優于教師講解的程序,充分體現出了創新性。
四、教學反思
1.優勢
(1)從興趣入手,學生學習變被動為主動。傳統教學沒有切實考慮到學生的學習興趣,學生不會主動學習,教師通過考核逼迫學生學習,可是學習機電一體化相關技術難度較大,完全靠考核的方式并不理想。從興趣出發,學生主動學習,大大提高了學習效率,又可使教師的教學工作變得輕松,可謂一舉兩得。(2)有效激發學生的潛能。筆者觀察學生在練習過程中,如果遇到問題會積極思考,盡可能獨立解決問題。學生編寫的程序起初很不完善,經過一段時間的改進,有的程序甚至要優于教師講解的程序,學生看到設備按照控制要求流暢地運行,很有成就感。(3)教會學生學習機電一體化技術的方法。“授之以魚,不如授之以漁”,機電一體化相關設備品牌繁多,學生走上工作崗位以后難免要自學學校沒有學過的設備,這就要求學生要掌握學習機電一體化相關技術方法。每個品牌的設備使用方法雖不一致,但工作原理是相同的,學生掌握SX-815L自動生產線實訓考核設備后就能做到“一理通,百理明”,再加上正確的學習方法,就可以自學其他品牌的設備,大大提高了工作崗位的適應能力。
2.不足之處
受成套教學設備的制約,電路及氣路的布線工藝講授和練習不夠充分,以后筆者會繼續探索彌補不足。
作者:王壯壯 單位:遼寧煤炭技師學院
參考文獻:
[1]余麗娟.淺析“理實一體化”教學[J].科技視界,20xx(28).
機電一體化論文10
摘要:作為機電一體化系統工作中關鍵性技術,傳感器與檢測技術在機電系統化運行中具有至關重要的作用。如果沒有傳感器核心檢測系統,那么機電一體化無法實現自動檢測以及自動控制。本文分別從汽車、機器人、機械等角度著手,分析傳感器與檢測技術在機電一體化系統中的應用,為提升機電一體化檢測有效性以及控制有效性打下良好的基礎。
關鍵詞:傳感器與檢測技術;機電一體化;系統;汽車;機器人;機械
1前言
傳感器與檢測技術在機電一體化系統中具有不可替代的作用。利用傳感器與檢測技術能夠及時檢測系統特征和系統狀態,同時也能夠為待測系統提供必要性信息。所謂機電一體化系統,實際上就是有效結合機械與電子,利用多學科的集成技術來設計出制造系統以及制造產品,提升產品更新換代有效性,實現機電一體化系統智能化以及有效性,利用傳感器與檢測技術能夠有效轉化溫度、速度以及流量等物理量,轉換成為對應電信號,做好點信號標度變化等工作,進而能夠有效滿足機電一體化系統對于信息快速化以及可靠性的需求,加大資金投入,提升傳感器與檢測技術控制效率。
2傳感器與檢測技術在機電一體化系統中的應用
2.1傳感器與檢測技術在汽車行業機電一體化中的應用
新型技術以及傳感技術日漸發展促使現代汽車工業進入到新型時代,汽車機電一體化發展取代了傳統機械化控制部件,實現了自動化控制。實際上,不僅汽車發動機中應用了自動化控制技術,汽車其他部件也應用了大量檢測技術以及控制技術。將傳感器應用于汽車發動機中,能夠應用多類別傳感器裝置,傳感器與檢測技術利用電子控制單元來有效掌握發動機實際工作狀況,進而精確控制發動機實際工作狀態,有效提升發動機實際工作性能。在汽車重點控制部分,主要應用了溫度傳感器、曲軸位置傳感器以及壓力傳感器等等,對改善汽車性能具有非常重要的作用,為人們提供個性化服務,有效增強汽車行駛安全性。例如,目前汽車都配備了專業的導航系統,利用汽車導航系統能夠促使駕駛員掌握前方建筑物、車輛狀態,實際上,不僅應用了GPRS的定位系統,還應用了傳感器與檢測技術,利用傳感器能夠有效感知一定距離物質運動的狀態,這樣能夠給予駕駛員更加準確的`提示,促使駕駛員了解車輛行駛軌跡以及車輛行駛中的阻礙物,這樣能夠為汽車行駛安全提供有效保障。
2.2傳感器與檢測技術在機器人機電一體化系統中的應用
在實際工作過程中,工業機器人之所以能夠準確運行,主要是由于機器人身上具備傳感器,這樣能夠有效感受自身狀態,同時還能夠有效掌握操作對象狀態、工作環境狀態等等,利用內部傳感器來有效獲取位置信息、速度信息以及位移信息等等,利用外部傳感器能夠有效感知外部環境、操作對象,通過內部傳感器與外部傳感器有效結合為機器人提供有效反饋信息,進而協助機器人能夠更加順利完成工作。由于機器人關節中安裝了大量光電開關、微動開關等多形式傳感器,利用傳感器與檢測技術能夠有效檢測機器人極限位置以及零位,進而有效保護機器人安全動作,為機器人軌跡精度、重復定位精度等提供保障。由于機器人關節安裝了位移性質傳感器,對機器人位置移動、位置工作具有非常重要的作用。在機器人抓手位置、手腕位置等都安裝了觸覺傳感器,利用觸覺傳感器能夠促使機器人準確定位對象位置,進而利用抓手傳感器來抓取對象物體。
3傳感器與檢測技術在機械加工機電一體化系統中的應用
機械加工機電一體化系統中,傳感器與檢測技術具有非常重要的作用。在開展機械加工工作之前,需要自動檢查加工設備以及配件,這樣能夠保證機械加工運行有效性,諸如,自動調整以及判斷配件夾持位置,同時確定上床之后裝夾夾緊力大小以及變形情況。在完成機械加工之后,還需要檢測工件是否合格,測量工件尺寸、工件粗糙度、工作形狀、工件位置公差等等。例如,完成螺紋、齒輪等工件加工,需要及時檢測工件齒距、工件節距半徑、工件螺距、工件導程等等,這樣能夠自動進行檢測工作,還能夠將檢測結果有效輸入到下一道工序。在機械加工過程中,為了能夠保證精密產品合格率,在實際加工過程中需要不斷收緊加工條件,有效工作工件加工切削速度、切削扭矩、工件壓力等等,有效調整和檢測各項數據,保證機械加工能夠達到最佳狀態。在機械切削工作過程中,傳感器與檢測技術在其中具有非常重要的作用,有利于優化切削生產力以及材料切除率,進而優化實際制造成本。此外,利用傳感器與檢測技術能夠有效確定切削力變化、顫振以及切削過程等等,保證加工精度,為機械加工設計以及切削工作提供精確切削數據,為刀架結構以及刀架材料提供重要依據。
4結語
工業自動化日漸發展促使其不斷提升自動檢測系統要求,這就需要重視傳感器與檢測技術分析工作,實現瞬時檢測傳感器與連續檢測傳感器相兼容,實現傳感器與檢測技術智能化發展。在工業發展過程中,需要結合實際需求來重視新型傳感器開發工作,不斷擴大傳感器性能以及傳感器使用范圍,促進傳感器集成化、小型化發展,提升機電一體化系統工作效率,為機電一體化系統順利運行提供保障。為了促使機電一體化系統能夠獲取更加準確信息,需要積極引進先進傳感器與檢測技術,提升信息獲取與信息傳播的有效性。
參考文獻:
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[2]馮占營.對機電一體化系統中的傳感器與檢測技術研究[J].消費電子,20xx(6):100-100.
[3]劉崢.關于機電一體化系統中的傳感器與檢測技術探究[J].信息系統工程,20xx(2):71-72.
機電一體化論文11
1機電一體化技術的概念
現代科學技術的飛速發展,推動了不同科學的相互交叉與滲透,并引發了幾乎所有工程領域的技術革命與改造。而以機械技術和電子技術為主體,多學科技術交融滲透、相互結合的新興學科——機電一體化,正逐漸變成了當今學界研究的重點之一。
對于機電一體化的定義,各國是不一致的。其中有德國的“機械、電工與電子、光學及其它技術的組合”,美國的“由計算機信息網絡協調與控制的,用于完成包括機械力、運動和能量流等多動力學任務的機械和(或)機電部件相互聯系的系統”,日本則認為是“將機械裝置與電子設備以及軟件等有機結合而成的系統”。但無論是各種技術的組合,還是部件有機的結合,里面總是體現了一個思想,就是系統的、整體的、交融的和綜合性的。因此,我們可以這樣認為:在機構的主要功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,并且以系統的、整體的思想來考慮機電系統綜合性的技術問題,將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統就是機電一體化系統,而其中所形成的技術就是機電一體化技術。
2機電一體化技術的意義
2.1功能增強
機電一體化產品具有多種復合功能,如加工中心可以將多臺普通機床的多道工序在一次裝夾中完成,并自動檢測工件和刀具精度,顯示刀具運動軌跡。
2.2精度提高
機電一體化技術簡化了機構鏈,使機械磨損、配合間隙及受力變形等引起的誤差大大減少。由于采用計算機檢測與控制技術補償和校正因各種干擾造成的動態誤差,從而達到純機械技術手段所無法實現的工作精度。
2.3結構簡化
由于機電一體化技術采用微處理器、大規模集成電路、電力電子器件代替了原來的電器控制柜和傳動裝置,使機電一體化產品零部件數量減少、體積變小,結構得到簡化。
2.4可靠性提高
隨著集成電路的集成度越來越高,材料性能越趨穩定,機電一體化產品可靠性不斷增強,同時由于具備了安全連鎖控制、過載及失控保護、斷電保護的功能,進一步提高了機電一體化產品的安全可靠性。
2.5改善操作
由于機電一體化產品采用了計算機技術,從而提升了產品的自動化程度,減少了操作按鈕及手柄,改善了設備的操作性能,構建了良好的人機界面。
2.6提高柔性
由于軟件技術的引入,從而實現了機器工作程序的可修改性,能夠通過軟件的修改來滿足工作情況改變的需要。
3機電一體化技術的構成
3.1機械技術
機電產品的功能和作用大部分都是由機械本體來體現的。本體材料的優良、結構的新穎、精密的加工技術,能夠使機械結構重量減輕、體積變小,改善其快速響應特性,提高零部件的精度、剛度和可靠性。
3.2傳感技術
傳感技術是機電一體化技術的關鍵技術,它將所測得的各種參數量如位移、速度、加速度、力等信號轉換為統一格式的電信號輸入到信息處理系統中,并由此產生出相應的控制信號以決定執行機構的運動形式。
3.3信息處理技術
信息處理技術包括信息的輸入、識別、變換、運算、存儲及輸出技術。機電一體化產品的工作是受控于信息處理裝置的,因此信息處理是否正確及時,將直接影響到產品工作的質量和效率。
3.4自動控制技術
自動控制技術就是通過控制器使被控對象或過程自動地按照預定的規律運行。自動控制技術范圍很廣,包括自動控制理論、控制系統設計、系統仿真、現場調試、可靠運行等從理論到實踐的整個過程。而機電一體化系統中自動控制技術包括位置控制、速度控制、最優控制、模糊控制和自適應控制等。
3.5接口技術
機電一體化系統通常由許多要素和子系統構成,為了確保各個要素與系統之間能夠順利地進行信息、物質能量的傳輸和交換,必須在它們之間建立一定的聯系條件,而這些條件統稱為接口。這些接口既可能是硬件,也可能是軟件,或者是兩者的結合。
3.6驅動技術
驅動技術的'主要研究對象是執行元件及其驅動裝置。執行元件分為電動、氣動、液壓等,機電一體化產品中多采用電動式執行元件,驅動裝置主要指各種電動機的驅動電源電路,其主要以采用電力電子器件及集成化的功能電路構成。
3.7系統總體技術
系統總體技術是一種從全局角度和系統目標出發,用系統的觀點和方法,將系統分解成若干相互聯系的功能單元,找到能完成各個功能的技術方案,并將其進行分析、評價和優化的綜合應用技術。
4機電一體化技術的應用
在人們的日常生活當中,自動機械、信息處理設備、辦公室設備、車輛電子設備、醫療器械、光學裝置、智能家電、樓宇安全系統等機電一體化系統都離不開執行元件為其提供動力。而執行元件和電子控制裝置之間是無法直接連接的,因此需要一個驅動部件。該驅動部件在電子控制裝置的控制下,接收指令,進行能量轉換,從而得到目標輸出。
對于精密傳動來說,需要在執行元件輸出終端進行傳動測量,如測量其位置、速度、加速度,同時將所測得的數據反饋給電子控制裝置,讓其進行比較,進行誤差修正控制,最終實現精密傳動。
當有多個執行元件,其輸出動作規律各不相同時,一方面要根據各執行元件工作情況來考慮其控制的形式,另一方面需要確定它們之間是否存在輸出的聯系。如果它們之間沒有聯系,可以讓它們單獨來工作,也可以通過構建PC機上位控制來統一管理。若工作聯動內容經常變化,就應該構建一個可以直接識別聯動輸出的軟件,將聯動輸出寫入軟件當中,讓其直接轉化為控制程序,這樣就能靈活地應對動作輸出的需求。
上述機電一體化技術的應用,僅論述了如何將傳感技術、信息處理技術和驅動技術等技術簡單的融合,各部件都是以模塊形式搭建的,而模塊間的信號傳輸及所涉及到的接口技術和信息處理技術是其中的重點。所以,在機電一體化技術應用中,以全局最優的觀念去設計機電一體化產品,并且解決好每個功能模塊信息處理和傳輸的問題,是能夠迅速地利用好機電一體化技術的方法。
5機電一體化技術的發展方向
由于機電一體化技術是多學科技術交融的技術,因此其發展的程度必然受制于其相應支撐技術的發展,同時其相關技術的發展也必然促進機電一體化技術的發展。
5.1智能化
智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向,而機器人與數控機床的智能化就是其重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、心理學、生理學和混沌動力學等新方法,模擬人類智能,使它具有自學習、自組織、自適應、思維和決策等能力,以求得到更高的控制目標。
5.2模塊化
機電一體化產品種類繁多,讓它們自由地交換信息是一項十分復雜的事,因此有必要研制具有標準機械接口或電氣動力接口等的機電一體化產品。如果機電產品能夠象“搭積木”那樣讓需求者根據要求自由組合,那么無論是對資源的節約,還是服務于各行各界,都有著其巨大的作用。
5.3網絡一體化
由于網絡的普及,推進了全球化的進程。而基于網絡的各種遠程監控技術,讓家用電器網絡化成為可能。把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(ComputerIntegratedApplianceSystem,CIAS),使人們無論在家里還是在外面,都能隨時享受各種機電產品帶來的好處。因此,機電一體化產品無疑會朝著網絡化的方向發展。
5.4微機電化
微機電化指的是機電系統主要裝置的特征尺寸在亞微米至亞毫米范圍。微機電系統產品由于體積小、耗能少、運動靈活,在軍事、生物醫療、航空、信息等方面具有不可比擬的優勢。
5.5綠色化
綠色化主要是指產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,而且是低能耗、低材耗、協調而可再生的產品。
6結束語
綜上所述,機電一體化技術是現代科學技術發展的必然結果,是人們為了滿足社會日益豐富的需求而不斷地對已有的技術進行變革創新并且使它們有機結合的一門綜合性技術。它們之間相互發展,相互促進,從而不斷地形成新的技術,并引發了幾乎所有工程領域的技術革命與改造。在廣泛的應用于醫療、制造、交通運輸、航空航天和能源設施領域期間,不斷地促進國民經濟的發展,同時給人們帶來了安全舒適的工作生活環境。因此,機電一體化技術對我們人類的發展有著極其深遠的意義。
機電一體化論文12
機電一體化技術融合了自動控制技術、軟件編程技術、計算機技術、機械技術、微電子技術等先進技術,將其應用于煤礦行業,能夠在很大程度上促進煤礦行業的發展。
1機電一體化技術概述
二十世紀70年代,我國產生了機電一體化技術,它主要綜合了計算機技術、微電子技術、信號變換技術以及自動控制技術,融合了能量流與信息流、機械與電子技術,具有高精度、高功能、高精度以及高質量等特點,而且在實際工作中,能源消耗較低,因此被廣泛應用實際工作中。隨著我國科學技術的不斷發展,我國機電一體化技術也在不斷提高,特別在煤礦生產中,機電一體化技術能夠減輕工作人員的勞動強度,提高生產速度,改善煤礦生產的工作環境,同時還能降低能源消耗,保證煤礦生產的安全性,因此機電一體化在煤礦生產中具有重要作用。
2機電一體化技術在煤礦生產中的應用
2.1在采煤機中的應用分析
機電一體化在采煤機的應用過程中具有非常多的優點,主要表現在以下幾個方面:①具有良好的牽引力,在實際工作中通常用電來牽引采煤機,在前進時電牽引采煤機可以提供一定的牽引力,在下滑時,也可以進行發電制動;②適用于大傾角煤層中,為了防止機器下滑,可以在牽引電動機的軸端安裝停機,不需要安裝其他的防滑裝置,而且還能增加機器的使用壽命;③機器的動態性較好,反應靈敏,而且結構簡單輕便,其轉換的效率能夠達到99%,另外機電一體化與液壓牽引裝置相比,雖然會磨損整流子和電刷,但是不會磨損到其他元件,大大減小維修量,增加機器的使用壽命。
2.2在提升機的應用分析
在煤礦生產過程中,全數字化直流式提升機正在不斷提升自動化水平與一體化水平,特別是內裝式提升機,還簡化了機械的結構構成,將滾筒和高驅動融合在一起,體現出計算機技術、電力技術以及自動控制機三者的綜合。在實際工作中,全數字化提升機具有高度的可靠性,硬件設施也比較簡單,而且兼容性較好,我國成功研制的全數字化提升機,完全具有自主知識產權,核心部分就是雙CPU系統,操縱比較簡單,獲取信息也比較可靠。
2.3在帶式輸送機的'應用分析
帶式輸送機是我國煤礦生產井下輸送系統的重要組成部分,具有運行可靠、輸送量大、效率高以及自動化等特點,并且帶式輸送機還可以實現長距離連續輸送。因此,機電一體化技術在帶式輸送機的應用應是我們研究的重點,在實際工作中,為了實現金屬礦石或煤炭的長距離運輸,設置專門的驅動裝置,這種啟動裝置通常用機電液一體化CST可控軟件來控制,并利用一臺或幾臺CST的驅動機來帶動一條皮帶運輸機。雖然,帶式輸送機中具有很多優點,但是也有一些問題需要解決,如動態分析、啟動延遲以及線監控技術等問題,同時由于我國帶式傳輸機是三點驅動,因此在一定程度上限制了輸送機的運量和單機長度。
2.4其他煤礦機電一體化設備的應用
目前,液壓支架正在逐步實現電液控制,計算機技術以及液壓控制技術在液壓支架中的應用越來越廣泛,煤礦機電系統中開始使用雙向的定壓鄰架和自動移架,有效減少了頂板和支架受到的沖擊負荷。
另外在煤礦行業的生產作業中,對供電的要求較高,需要電能來滿足大功率機械設備的持續運轉,因此應該盡可能使用節能型產品,例如在高壓開關柜中采用真空開關,此類開關具有維護量小、壽命長等特點。再如,對于高低開關柜,可以采用微機保護,通過現代化網絡技術,對設備實施遠程遙控、遙信、遙測、遙調。
3機電一體化技術在煤礦生產中的發展趨勢
筆者認為,在未來的發展過程中,煤礦機電一體化技術還會不斷進步,世界各國都將大力研究機器人技術,機器人技術在煤礦機電一體化中的運用,將會降低煤礦開采所需要的人力,同時能夠避免工作人處于危險作業環境中,還可以大大提高工作效率。
另一方面,隨著社會發展水平的持續提高,人們生產、生活中對能源的需求量還會大幅提升,盡管世界很多國家都在積極研發新型綠色能源,但是在很長時間內,煤炭能源仍然會是無可取代的資源,在這種情況下,煤礦開采的力度的也會呈現增加趨勢,隨著開采力度的加大,煤炭資源的數量將會持續減少,想要獲取煤炭資源,未來將會主要依靠于深礦井開采,由此可見,未來深礦井開采活動將會越來越多,對此必須要認識到,深礦井開采的難度很高,開采活動需要面對地溫高、瓦斯含量高、地壓大等問題,在作業過程中很容易發生安全事故,因此在未來的煤礦開采作業中,機器人技術的應用前景十分廣闊,目前我國在機器人技術以及相關技術方面,與發達國家相比還存在差距,在以后的發展中,我國還要加大研發力度。
除此之外,通信功能在煤礦開采工作中具有重要作用,因此在未來,煤礦開采設備的通信功能將會成為一個研究焦點,煤礦開采設備的通信功能也會向著自動化的方向發展,通過完善的通信系統,地面控制端可以及時了解井下的情況,并且對井下的機器人以及其他設備進行控制。
煤礦開采是高危險行業,即使以后采用了機器人技術以及自動化技術,由于先進設備的使用,開采作業的成本投入很大,因此一旦發生事故,仍然會造成巨大的財產損失,同時會導致能源浪費。由此可見,對礦井健康工況的檢測顯得格外重要,以后我們應該充分運用微機處理器等技術,對礦井健康工況進行檢測,及時發現可能引發安全事故的因素,避免事故的發生。
4總結
煤炭資源在人們生活、生產中具有重要作用,很多領域都離不開煤炭資源的支持,由此可見,煤礦行業在社會發展中的地位十分重要。在煤礦行業的生產活動中,開采工藝對生產效率、生產安全、生產效益都具有關鍵性的影響,煤礦行業想要與時俱進,就必須要運用現代化先進技術,就目前來看,機電一體化技術在煤礦行業中的應用日益廣泛,大大促進了煤礦行業的進步。
機電一體化論文13
1機電一體化概述
機電一體化技術將機械產品技術、電工化技術、機電一體化技術、對應維護技術、信息信號轉變技術等多種技術進行有機地結合,并綜合應用到實際中去的綜合技術。
2加強課程實踐性的原因
只是學課本理論的知識是遠遠不夠的,還必須得進行驗證,實踐得真知。因此學校為了開拓學生自身的知識面和使他們在今后的工作中有優勢,進一步鍛煉和培養學生的社會實踐潛力,以便畢業后能更好的融入社會,適應國內外較嚴重的經濟形勢變化趨勢。其中最重要實踐性教學環節就是教學與生產實踐相結合的社會實踐。它的存在不僅僅使同學們學到了很多在課堂中根本無法學到的知識,能夠開闊學生的視野,增長見識,提升本領。
3機電一體化專業特征
首先是擁有足夠的機械識圖和繪圖能力,計算機的繪圖和輔助設計能力,這些能力是展開機械一體化工作的前提和基礎,其次是電工維修和操作能力,機械產品的創造設計能力,最后是普通機床和數碼機床的操控能力。機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、計算機和傳感器五個部分組成,相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算機軟硬件和傳感器是機電一體化技術的重要組成要素。與傳統的機械產品比較,機電一體化產品具有體積小,重量輕,適應性強,操作更方便的特征。
4機電一體化的創新方向及其對應接口
機電一體化課程群實踐教學體系研究-以培養創新創業能力為核心文/欒玉靜隨著素質教育改革的深入推行,對高校機電一體化課程群實踐教學提出了更高的要求,由于課程實踐性要求強,對學生的綜合技能要求較高,所以要全面以學生為中心進行設計教學,優化教學方法,才能更好地提升教學質量。本文基于培養創新創業能力為核心的研究視角,在對當前機電一體化課程群實踐教學現狀和問題進行分析的基礎上,提出了具體的優化改進措施,以期為提供學生綜合素質和創新創業技能課題的研究和實踐提供借鑒參考。
4.1創新方向。
為了實現機電產品造型和功能的不斷創新,推進機電一體化。因此在隨著我國文化素質與科學技術的不斷發展和進步同時,我國也出現這樣一片景象,當前的機電一體化將在造型和應用方面實現進一步更好的'創新,這種改革能夠滿足用戶對于電子產品的各種需要,推動市場的繁榮發展。例如,在產品的結構設計方面,機電一體化技術用品,會增強對于產品結構設計,外觀更加精致,性價比不斷提高,機電一體化技術的應用將會大大的增加產品造型美,性比價程度進一步提高,還將滿足人們對產品造型的想象和創造。此外,為了使其創新吸引更多的眼球,不僅從外在功能入手,內外功能也將進一步進行創新,機電一體化產品的功能也再不斷延續創新中,展現出越來越多的風格形式。創新產品的開發將會采用一些更加環保、簡便和性價比高的原材料。不僅要在運作方式和結構功能方面進行不同層次的創新改革,還需要在選擇原材料的方面進行機電一體化改革。例如,隨著教學教育與科學技術文化的快速發展,機電一體化類產品將會進一步采用更加適當的材質改革,并且對于綠色環保、簡潔便于攜帶以及性價比比較高的原材料進行使用和改革。在整體結構定型并且確定原材料材質后,根據不同的選擇原材料,對新加工的產品進行改良,最后,加強對于新材料的利用和開發,因此這些創新好的和功能強的都被更加廣泛大程度的應用生活中和機電一體化生產過程中。機電一體化將實現自動化和更高效化擴大規模的程度加深。因為過去傳統的機械設備操作會比較繁瑣運用步驟耗時間,并且在工作過程中需要大量的人手工進行操作,并且手工操作的危險性比較高、不安全,需要對其進行注意。
4.2優化教育。
4.2.1課程體系設置與教學模式問題。
(1)課程體系設置問題。其中有些不利于學生職業綜合能力的培養方面課程體系設計方面模塊化結構課程設置中缺少當地相對應的結構調整要求的電腦操作控制系統、工業方面的、優越的數字智能機床操作、相對口的專業課程設置,而學校由于課程的設置導致部分選修課程無法開設,限制了學生專業知識的拓展,導致學生學習的自主性較差,專業知識基礎不過關。
(2)教學設計和組織問題。在教學的設計上,一些學校不能根據企業的實際工作狀況進行教學場景的設計,導致學生融入教學環境和工作環境的能力較差,但畢業后無法使用企業,大強度的工作,壓力,使得畢業生的素質較差。在教學過程中應當盡可能的設計出符合企業發展的教學模式,更好的進行專業人才的培養。
(3)課程考核的主體單一,教學考核方式已經不適應現代企業的發展需要,考核的內容較為松散技術考核不能與企業制造發展技術相聯系比較脫離實際也不能滿足企業發展的方式與需求。
4.2.2與企業合作水平落后的問題。
(1)學校與企業的合作模式存在問題,很多企業不愿意提供實習崗位和實訓基地,導致學生專業實現課程較少,動手操作能力較差,工作經驗較少,導致畢業后不能根據企業的實際情況進行工作,直接影響了畢業生的質量和學校的教學成果。
(2)學生收到專業課程的限制,與實際工作狀況結合的機會較少,企業安排了對口的專業對接內容也比較狹窄,導致學生在學習過程中不能將理論知識與實踐經驗很好的結合起來。在課堂教師單一的講授無法滿足學生經驗積累的需求。
(3)機電專業的教學質量有技術不夠課堂效率略低,在與先進制造業企業的課程開發方面是比較沒有以往教學記錄。因此得出機電一體化的出現和操作應用正在漸漸的潛移默化進入生活中并且大大程度方便了日常生活,同時也加快了各種工業和物質的生產和快速發展。然而在發展過程中我們應該積極采取維護和對口的組織和解決方略,從而可以盡快采取相對應的解決措施。
參考文獻
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作者:欒玉靜 單位:德州職業技術學院
機電一體化論文14
1 機電一體化技術的優勢
1.1 提高了使用的性能
機電一體化產品大多數是使用數字顯示和程序控制這種先進的技術,在進行控制的時候都是利用產品控制平面上的按鈕進行控制,而且做到了按鈕與操作手柄的數量最小化,使得操作更加方便和簡單,系統的自動化程度顯著地提高。機電一體化產品在生產過程中,都是利用內部的電子控制系統的預制程度進行自動指揮,采用重復的動作來實現所有需要完成的生產步驟。尤其是在這個階段,技術一流的機電一體化產品,都是通過控制對象參數變化的外部環境來實現最好地工作程序,以達到最佳地自動運行。
1.2 調試和養護更方便
這種控制方案的優點是,它使產品在不改變任何配件部分或者不改變產品某些部分的情況下,只需要通過直接輸入到機電一體化產品操作系統上的程序,對程序進行相應的變動或者進行基于基礎上的更新過程就可以完成產品的調試改進。此外,對于一些具有存儲功能的機電一體化產品,企業可以通過對預先安裝在系統中不同的程序的執行,可以有效避免重復安裝的情況出現,機電一體化的系統也可以隨時根據產品需要,對目標進行變動,這時程序會自動更換操作,使得工作效率得到明顯的提高。機電一體化系統還具有自動化監控、巡檢功能,可以使產品在生產過程中一旦出現設備故障,該設備可以及時作出反應,并采取適當的糾正措施,以確保機電一體化設備的正常運行。
1.3 安全性能得到改進
機電一體化產品具有自動報警、自動監控、自動保護、自動診斷等功能,這相比于傳統的機械設備在安全性能上取得了巨大的進步,使得設備的安全性能得到有力的保障。目前的機電一體化產品在工作的過程中,一旦出現故障,就可以自動采取有效的防護措施,消除安全風險,在一定程度上,對設備以及設備的操作人員的安全起到了保護作用。
1.4 生產質量得到提高
機電一體化產品通常都具有自動控制功能和自動信息處理功能,正因為具有這樣的特點,在對生產產品的檢測精度、生產的靈敏度、生產的范圍等多個方面都取得了顯著地提高,通過自動生產控制系統,機電一體化產品可以避免從操作者的主觀想法上對產品造成影響,在生產的過程中完全按照預定的程序,執行所需的操作,有效的確保了機械的使用性能,確保了設備的生產能力得以實現,提高了產品質量。
1.5 適用的范圍更廣
相比傳統的機械和電氣產品,機電一體化產品不再局限于單一功能,也不再受到單一的技術限制,這類產品具有復雜的技術和先進的功能,大大提高了產品的自動化程度和產品的功能水平,使得這類產品的生產、使用范圍越來越大。
2 機電一體化技術的發展
相比于歐洲和美國等發達國家的機電一體化技術,我國相關技術的研究起步較晚,應用的范圍也沒有這些國家廣泛,但是機電一體化技術技術的先進性是與目共睹的。進入新世紀后,我國為了加速機電一體化技術的不斷更高、更優的發展,從國家政府機構就成立了相關的部門進行管理,并成立了專門的領導小組,負責這項技術的研究開發。尤其是近幾年高科技技術的飛躍式發展以及信息化技術在機電一體化技術中得到的大量應用,使得我國的機電一體化技術通過整體努力已取得了很大進展。當然相比于歐美以及日韓等國家,我們仍有一定的差距,但這種差距正在逐步縮小。目前國內機電集體化的發展方向主要包括以下幾個方面的內容。
2.1 智能化
機電一體化產品的智能化,主要體現在四個方面:
(1)利用專家系統技術來實現,專家系統是指采用相關的智能化的解題軟件,對一些解決不了的問題進行解決,在這個智能化的軟件之中總結了大量的相關知識和經驗,這些資料變換成為計算機系統的數據符號語言,并使用專家控制策略和推理,集中解決同行業中的相對比較難的問題,可以多種智能識別軟件,增加高層次的數控專家系統,有效提高機電一體化產品的智能化水平;
(2)采用模糊邏輯控制技術,在這個階段,技術已廣泛應用于信號模擬,利用人們的思維方式模擬顯示不準確的信息工具;
(3)利用智能工程技術,它可以自動處理各類知識,是一個高層次的信息處理和數據處理技術,智能工程技術系統知識在各自的領域要比相關專家對工程研究的內容更多更廣;
(4)人工神經網絡系統,它實際上是大量的簡單處理單元連接在一起,利用廣泛復雜的網絡系統和高非線性系統的適應能力,采用較強的計算機應用技能和高度容錯能力,主要用于解決不精確和模糊的信息處理等問題。
2.2 微型化
在正常情況下,比較微型的設備也容易出現一些新的.科學問題,這也是在研究中需要解決的。比如,有的工藝對表面性能和表面特性的微結構的要求較高,需要更精確、更復雜的要求,也會對集成電路的方向產生影響。在我國的微型化的機電一體化技術研究中,眾多的科研人員對不斷完善結構設計并進行改進,使系統設備實現微型化的特點,并對設計系統進行分析和評價,同時引入虛擬現實技術。
2.3 網絡化
隨著計算機技術、網絡技術的在上世紀后期得到應用,目前網絡技術的已經取得了飛速發展,在多個領域都得到了大量的應用,已經成為人們生產生活必不可少的元素之一。網絡技術的發展,促進了機電一體化新產品的研究和開發,縮短了研究和開發的周期,使得研發能力得到提高,產品的更新換代更快,想要在全世界范圍內使得產品的銷售更快,更受客戶的歡迎,就需要產品的質量更好,產品的性能更優越。
2.4 人性化
所謂的機電一體化技術的人性化,就是在進行機電一體化設計的時候,充分考慮到人的因素,在設計中盡量減少人對設備的操作,使設備的自動化程度得到提高,減少因為人為操作對機電一體化產品造成的影響。由于自動化程度的提高,人進行操作的次數和步驟減少,操作者的安全系數更高,通過對技術以及工藝的不斷改進和完善,實現機電一體化技術的創新發展,使人與設備實現和諧統一。
2.5 綠色環保化
社會的發展,給人們的生活和工作環境帶來了很大的變化,人們更加注重舒適的生活,在人們的日常生活中,更注重資源的可持續利用,注重環保。而綠色產品概念的出現,是隨著人們消費觀念的轉變而出現的。所謂的綠色產品,就是在產品設計、制造和使用的過程中,不產生對環境有害的物質,實現環保化、綠色化,符合社會可持續發展的要求。因此,機電一體化設備這種綠色產品的研究和發展是社會發展必然的需求,也是機電一體化產品研究的必然方向,只有實現其高效、環保的特點,才能贏得更廣闊的市場發展空間。
2.6 靈活性化
機電一體化產品在未來的發展過程中,必須保證控制系統設計和系統的實施有足夠的冗余操作空間,也就是要有“靈活性”,這樣可以更好地應對突發事件,也更便于對系統設計進行資源的科學合理分配。在這樣一個靈活的系統中,每個子系統都可以進行獨立工作,都有自身的約束性,但是同時也在為整個系統服務,可以根據環境的變化產生不同的反應,子系統可以同時生成自己的信息的附加信息。這種技術的優點在一方面增加了系統的適應性,在另一方面子系統故障不會影響到整個系統的操作。
3 結語
綜上所述,隨著科學技術的進一步發展,機電一體化技術也會取得不斷的進步和發展,并逐步利用各種學科和其他方面發展的最新成果,向采用微電子技術以及智能化、網絡化、環保化發展。
機電一體化論文15
“機電一體化”(Mechatronics)這個名詞起源于日本。日本《機械設計》雜志1984年增刊文章中指出:“機電一體化就是利用微電子技術,最大限度地發揮機械能力的一種技術”。日本機械振興協會經濟研究所1981年3月的解釋是:“機電一體化乃是機械的主要功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術,并將機械裝置與電子裝置相關軟件有機結合而構成系統的總稱”。概括地講:機電一體化是機械工程學與電子學在機械產品設計開發中的有機結合,是微電子技術和信息處理技術最大限度地融入機械本體的結果。由于微電子技術的迅速發展和應用,產生了第三次技術革命,出現了一系列具有各種優異功能的技術和產品,使機電設備的面貌一新。國內外大量實踐證明:發展機電一體化,是開發新產品、改造老設備行之有效的技術措施。
機電一體化技術就是機械、計算機、信息處理和自動控制技術綜合運用的復合技術。機電一體化技術順應了當今科學技術發展的規律,顯示了強大的生命力。由于煤炭生產是將數百、數千萬噸煤炭從地層深處采掘、運送到地面,因此需采用大量的機電設備才能實現這一目標,而采用機電一體化產品則是實現高產高效的最好選擇。機電一體化將機械與電子技術融為一體,使物流、能流、信息流融為一體。近年來,隨著微電子技術、計算機技術、軟件技術、傳感器技術和自動化技術的飛快發展,信息流成為機電一體化的主要特色。其產品實現自動化、數字化、智能化,在性能和功能方面均實現了質的飛躍。例如,英國、日本、美國和我國煤機廠生產的電牽引采煤機,都裝備了以計算機為核心的控制和工況檢測與故障診斷系統。它是由安裝在采煤機上的'計算機,配合多種傳感器,對采煤機的運行工況及參數進行采集、處理、顯示、存貯和運輸,提供操作指導或控制采煤機作出相應的處理,并對電機、軸承等部件進行故障自動診斷。這不僅大大提高了采煤機的開機率,而且可以保證設備在最佳狀態下工作。液壓支架則向電液控制方向發展,將計算機技術與液壓控制有機結合,實現定壓雙向鄰架或成組自動移架,避免對頂板和支架產生沖擊載荷。我國神華集團大柳塔礦采用從德國和美國引進的電液控制的支架,移架速度為6-8s/架,最快的移架速度達3s/架。電液控制裝置還可檢測支架的工作狀態。此外,引進的工作面供電設備采用了微機控制技術,實現故障查尋、閉鎖、先導保護和控制功能,也是一種典型的機電一體化產品。
煤礦運輸設備的機電一體化進程也十分迅速。由于帶式輸送機已成為我國煤流運輸的主要設備,因此,近幾年來帶式輸送機的機電一體化成為重點研究對象,并取得可喜的成績。引進的電液控制軟啟動(CST技術),在機電一體化技術的應用方面達到很高水平。它利用計算機與液壓技術相結合,不僅具有良好的啟動、停車、調速和功率平衡等功能,而且能檢測設備各部分的工況,對不正常狀態進行保護,顯示故障類型,該設備在大柳塔礦應用效果良好。
我國研制成功的鋼絲繩帶式輸送機全數字控制系統,具有完善的保護和自診功能,已有十余套在全國高產高效礦井中應用,良好的性能受到用戶的歡迎。帶式輸送機配合傳感器形成完整的帶式輸送機自動化裝置,其中KJ42-1型帶式輸送機控制裝置還具有顯示和通信功能,在兗州興隆莊礦實現了地面遠程集中控制井下膠帶機運輸。該系統投入使用后,減少了33名崗位工,帶式輸送機運力從1000t/h提高到1200t/h,取得了良好的經濟效益和社會效益。礦井提升機是實現機電一體化較好的礦山大型設備,全數字化,交、直流提升機。尤其是內裝式提升機,從結構上將滾筒和驅動合為一個整體,機械結夠大大簡化,是典型的機電一體化設備,充分體現了機械-電力電子-計算機-自動控制的綜合體。全數字提升機高度可靠,具有可重復性故障尋址、完整的診斷設施和自診斷功能,以及簡單而快速的通信功能;采用總線方式,大大簡化電氣安裝;硬件配置簡單,互相兼容,零備件少;可以方便地實現軟啟動、軟件控制和改變瞬間加速度。“九五”期間,國產全數字化直流提升機已成為煤礦提升機的首選機型。我國研制成功的具有自主知識產權的全數字化直流提升機,其核心部分ASCS是由雙CPU構成的計算機系統。
此外,我國還應用SIMADYND和S7研制成功了第一臺交-交變頻器供電的交流提升機。該系統20xx年11月在焦作古漢山礦投入運行,情況良好。由于采用了計算機技術,提升機的安全保護系統更為完善。其特點是:采用兩臺計算機裝置,每臺都有自己獨立的測量、傳感裝置和數據處理系統。它們同步工作,互相檢測,互為備用,對提升行程實現直接測量和間接測量容器位置相結合的方式,對兩者進行比較、校正,實現行程自動控制。由于采用了計算機對安全回路、制動回路、電源和驅動回路進行實時檢測,實現故障記憶,因此提升機安全性能大大提高。
此外,機器人也是一種典型的機電一體化產品。世界各國都十分重視煤礦機器人的研究,例如美國、英國研究的無人工作面,其設備操控均實現機器人化;日本研究的帶式輸送機巡檢機器人,我國研究的噴漿機器人和機器人化自動鉆機等等,都是先進的研究成果。由于煤礦工作環境惡劣、自然條件復雜,上述煤礦機器人達到實用階段,還需要做許多工作。盡管如此,煤礦機器人仍然是煤礦機電一體化技術今后研究的重點之一。
機電一體化產品是綜合各項高新技術于一體的復雜產品,而其主要支撐技術:微電子、計算機、自動控制、人工智能、傳感產品可靠性等等,都是當今迅速發展的學科。
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